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Antriebsvorrichtung für Papier- und ähnliche Maschinen Gestellt ist
die Aufgabe, von einem gemeinsamen Antriebsmotor eine Mehrzahl von Gruppenwellen
anzutreiben, wobei jede dieser Gruppen. während des Betriebes für sich genau auf
die für sie passende Geschwindigkeit einregelbar sein muß.
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Dies Einregeln ist aus verschiedenen Gründen erforderlich, z. B. bei
Papiermaschinen, um die veränderliche Dehnung oder Schrumpfung des Papiers beim
Durchlaufen durch die einzelnen Gruppen auszugleichen, so daß der Zug in der Papierbahn
nicht zu straff oder zu schlaff wird, oder um die Abnutzung der angetriebenen Walzen
(z. B. Gummiwalzen) auszugleichen, oder um am Glättwerk einen Gleitschlupf einzustellen.
Das Einregeln bezeichnet man mit dem Fachausdruck Zugeinstellung. Es handelt sich
gewöhnlich um eine Drehzahlveränderung um wenige Vomhundert.
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Gelöst wurde diese Aufgabe bisher meist durch Antrieb über konische
Riemenscheiben, bei dem der verschiebbare Riemen die ganze Gruppenleistung zu übertragen
hat.
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Nachteile dieses Antriebes sind z. B. großer Platzbedarf und veränderlicher
Schlupf des hochbelasteten Riemens.
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Bei vorliegender Erfindung handelt es sich um einen Antrieb nach dem
Grundsatz der Leitungsverzweigung in dem Sinne, daß der Hauptteil der Kraft ohne
Zwischenschaltung von Verlust und Schlupf bringenden Regeltrieben auf die Gruppenweile
geleitet wird, während nur wenige Vomhundert des Gruppenbedarfs einen regelbaren
Drehzahlumformer durchfließen und dann zum Hauptteil an der Gruppenwelle addiert
werden. Zum Zusammensetzen beider Leistungen wird ein Differentialgetriebe verwendet.
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Antriebe über Differentialgetriebe sind schon bekannt. Diese Antriebe
versagen jedoch, weil den bisher bekannten Ausführungen mehr oder weniger die verschiedensten
Nachteile anhaften. So ist z. B. die Anordnung bei einigen Bauarten derart getroffen,
daß ständig ein starkes Abwälzen der Umlaufräder im Differentialgetriebe stattfinden
mußte. Auch die Leitung der Kraft ist meist dadurch unwirtschaftlich, daß der Regeltrieb
erst seinen Antrieb von der Gruppenwelle empfängt, oder daß durch den Regeltrieb
wieder Kraft auf die Antriebswelle zurückgeleitet wird. Es müssen also beständig,
je nach der Größe der Regelung, ziemlich beträchtliche Blindleistungen fließen.
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Ferner benötigen diese Antriebe aus baulichen Gründen Zwischengetriebe
für den Anschluß des Regelgetriebes, meist Schneckengetriebe mit Selbsthemmung,
mit deren Hilfe man irrtümlicherweise eine billige Regelung erreichen wollte.
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Die Differentialgetriebe werden auf der schnellaufenden Antriebswelle
angeordnet und geben hier Anlaß zu Schwingungen und sonstigen Schwierigkeiten.
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Die nachstehend an Hand der Zeichnung beschriebene Anordnung ergibt
wirtschaftlichsten Leistungsfluß bei möglichster Verminderung der Abwälzung im Umlaufgetriebe.
Denn im Gegensatz zu den bisher bekanntenAnordnungen laufen
hier
das Hauptantriebsrad, das Zentralrad und das die Umlaufräder tragende Armkreuz in
demselben Sinne um, so daß kein oder nur ein geringes Abwälzen der Planetenräder
eintritt. Ferner ist der Drehzahlumformer so angeordnet, daß keine Blindleistungen
fließen. Die übrigen vorher erwähnten Nachteile der bisherigen Antriebe sind ebenfalls
vermieden.
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Die Zeichnung zeigt in Abb. z teilweise den- Grundriß einer Papiermaschine,
Abb. 2 das kennzeichnende Schema eines Getriebes, wie es für den Antrieb jeder einzelnen
Gruppe erforderlich ist, Abb. 3 den Querschnitt durch ein Gruppengetriebe. Aus ihr
ist beispielsweise die Bauart des Getriebes bei Verwendung eines besonderen Regelgetriebes
ersichtlich, Abb. q. das zu Abb. - und 3 gehörige Schema. Es dient zum Erklären
der Geschwindigkeits-und Kräfteverhältnisse.
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Es stellt in den gemeinsamen Antriebsmotor dar, der die Längswelle
w antreibt. Mit g sind die Gruppenwellen bezeichnet, die für sich auf verschiedene
Winkelgeschwindigkeit einregelbar sein müssen. Auf der Welle ze sitzt die Schnecke
s (Abb. 2). Diese treibt das Schneckenrad c an, das starr mit dem innenverzahnten
Zahnkranz y verbunden ist. Dieser ist ein Teil eines Differentialgetriebes. 2i sind
die Umlaufräder dieses Differentialgetriebes, die auf Bolzen b drehbar gelagert
sind. Diese sind starr mit dem Arm e verbunden, der seinerseits starr mit der Gruppenwelle
g verbunden ist. z ist das außenverzahnte Zentralrad des Differentialgetriebes.
Es erhält seinen Antrieb über den regelbaren Drehzahlumformer x.
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Die Vorteile, die diese Anordnung mit sich bringt, werden im folgenden
an Hand von Abb. q. erklärt.
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Es sind bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel drei Umlaufräder
gewählt worden, um kleine Zahndrücke zu bekommen.
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Der Widerstand Q der Gruppenwelle greift an dem Bolzen b an.
Dieser Widerstand Q muß von den Kräften P überwunden werden. Die Kräfte P
sind je halb so groß wie die Widerstände Q, denn die Umlaufräder u wirken
als gleicharmige Hebel. Das Drehmoment für die Welle o ist also gleich P mal Radius
von Ritzel z. Das Rad y hat die jeweils gleiche Geschwindigkeit Vc. Das Ritzel z
hat die im Umformer x
regelbare Geschwindigkeit Vy. Die starr mit der Gruppenwelle
verbundenen Bolzen b haben die Geschwindigkeit Vq,, die um d Vomhundert regelbar
sein muß. Die Größe Vq wird durch den Fahrstrahl f bestimmt, der die Endpunkte von
Vc und Vy verbindet. Geht dieser Fahrstrahl f durch den Mittelpunkt der Räder
y und z, so bedeutet das: es findet kein Abwälzen der Umlaufräder zz statt. Das
ganze Getriebe dreht sich wie eine starre Scheibe. Wählt man das Übersetzungsverhältnis
im Umlaufgetriebe genügend groß, so können dasAbwälzen der Umlaufräder und die Leistung
Vy mal P, die der Regeltrieb übertragen muß, auf das Minimum beschränkt werden.
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Als weiterer Vorteil ergibt sich ein kleines Drehmoment für das Zentralrad
z und damit ein leichter Regeltrieb, der u. U. unmittelbar angeschlossen werden
kann.
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Aus der Abb. 3 ist insbesondere der zweckmäßige Anschluß eines bekannten
regelbaren Reibradgetriebes an das Differentialgetriebe zu ersehen.
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Das Rad y mit dem Hohlzapfen h ist bei l
drehbar gelagert. Der
Hohlzapfen h treibt den Primärteil p des regelbaren Reibradgetriebes an.
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Die Einzelheiten des Reibradgetriebes sind bekannt und deshalb hier
nicht näher ausgeführt. Durch Verlegen der Berührungspunkte der umlaufenden Rollen
i kann die Drehzahl der Antriebswelle o in weiten Grenzen geregelt werden. Die Welle
o ist starr mit dem Ritzel z verbunden und bei a nochmals gelagert. Das Reibradgetriebe
samt Ritzel z können bequem ausgewechselt werden.
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Die Anordnung nach Abb. 3 zeigt, daß ein Zwischengetriebe für den
Anschluß des Drehzahlumformers wegfallen kann.
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An Stelle des dargestellten regelbaren Reibradgetriebes können auch
andere Regeltriebe, z. B. regelbare Flüssigkeitsgetriebe, verwendet werden.
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An Stelle des Schneckengetriebes s, c kann auch z. B. ein Kegelradgetriebe
gesetzt werden. Bei ,Papiermaschinenantrieben besteht die Forderung, daß jede Gruppe
für sich ein- und ausgerückt werden kann. Dies kann bei dem hier beschriebenen Antrieb
auf verschiedene Art geschehen, z. B. in bekannter Weise dadurch, daß die Schnecke
s auf einer Hohlwelle oder einer Leerlaufbüchse angeordnet wird, die mit der durchgehenden
Längswelle durch eine ausrückbare Kupplung verbunden ist.
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Für das Ein- und Ausrücken der einzelnen Gruppe kann aber auch das
Reibradgetriebe benutzt werden, indem man es an irgendeiner Stelle kuppelt oder
entkuppelt. Das Ritzel z dreht sich, sobald es keinen Widerstand mehr findet, leer
in entgegengesetztem Drehsinn. Bei dem in Abb.3 dargestellten Reibradgetriebe erfolgt
das Kuppeln bzw. Entkuppeln durch Verschieben der Scheibe k.